模块三 任务3 槽的数控铣削加工

项目一：凸模的加工【项目目标】通过对企业产品的分析、编程、加工及检测，进一步培养学生的质量意识、协作意识，实现知识学习、技能训练、素质养成的有机融合。【素养目标】1.学会分析零件图，并能根据零件图合理选择刀具、设置工艺参数、编制加工工艺；2.掌握G代码、M辅助代码功能；3.掌握工件坐标系的设定方法及对刀操作；4.能正确使用测量工具控制工件尺寸。【项目描述】

凸模又叫冲针、冲头、阳模、上模等，是模具中用于成型制品内表面的零件，即以外形为工作表面的零件。

本项目的凸模零件主要包含平面、外轮廓、槽与型腔等的铣削加工以及孔加工等内容，并达到以下要求：几何公差等级为IT8；表面粗糙度值为Ra3.2µm。凸模的加工——加工工艺路线【任务目标】1.掌握挖槽的数控铣削加工方法，选择合理的刀具与工艺参数编制加工工艺；2.学会G15/G16指令的格式及使用方法；3.学会槽类零件的数控铣削加工程序的编制方法，在仿真软件上进行模拟验证；4.掌握数控铣床/加工中心的操作方法，按图纸要求加工出合格的产品。任务3槽的数控铣削加工【任务描述】一、编程指令极坐标指令G15/G16直线和圆弧的终点坐标值也可以用极坐标（半径和角度）表示。极坐标系有一个极坐标轴和极坐标系原点（简称极点）。极坐标轴的正方向为水平向右。极坐标用极半径和极角表示。G17/G18/G19G90/G91G16；

G00/G01/G02/G03______；………………取消极坐标指令。选择平面，建立极坐标系G15；

（1）指令格式：【知识链接】1）G16为建立极坐标系，定义极坐标原点。2）G90编程时，工件坐标系的零点被设定为极坐标系的原点（极点）。(a)当角度用G90指定(b)当角度用G91指定沿逆时针转动为正，沿顺时针转动的为负。（2）参数说明：极半径为编程指令位置和工件零点之间的距离；极角是所选平面的第1轴正向转动到指令位置的角度。3）示例：如图所示，用极坐标指令编程加工正六边形（Z向切削深度为5mm）。

六边形加工示意图O5004;N10G90G54G94G40G17G69G80;N20M06T1;N30M03S2000;N40G90G00X0Y0Z100;N50Z5;N60M08;N70G00X70Y0;N80G01Z-5F100;N90G41G01X50D01;（建立刀尖圆弧半径补偿）N100G16;（建立极坐标）N110G01Y300;N120Y240;N130Y180;N140Y120;N150Y60;N160Y0;N170G15;（取消极坐标）N180G90G40X70Y0;（取消刀尖圆弧半径补偿）N190G00Z10;N200X0Y0Z100M09;N210M05;N220M30;3）示例：如图3-37所示，用极坐标指令编程加工正六边形（Z向切削深度为5mm）。

图3-37六边形加工示意图O5004;N10G90G54G94G40G17G69G80;N20M06T1;N30M03S2000;N40G90G00X0Y0Z100;N50Z5;N60M08;N70G00X70Y0;N80G01Z-5F100;N90G41G01X50D01;（建立刀尖圆弧半径补偿）N100G16;（建立极坐标）N110G01Y300;N120Y240;或N120G91Y-60；N130Y180;或N130Y-60；N140Y120;或N140Y-60；N150Y60;或N150Y-60；N160Y0;或N160Y-60；N170G15;（取极坐标）N180G90G40X70Y0;（取消刀尖圆弧半径补偿）N190G00Z10;N200X0Y0Z100M09;N210M05;N220M30;%3）示例：如图3-37所示，用极坐标指令编程加工正六边形（Z向切削深度为5mm）。

二、工艺知识——槽加工工艺1.槽的种类槽可以分为封闭型槽和开放型槽，开放型槽有一端开放的，也有两端开放的。(a)封闭槽(b)开放槽槽的断面形状可有多种形式，常见的有矩形、梯形、半圆形、T形及燕尾形等。

铣削半封闭式或封闭式矩形槽时，常用的铣刀有立铣刀与键槽铣刀。一般加工要求的窄槽，可选择直径等于或略小于矩形槽宽度的立铣刀与键槽铣刀，由刀具直径保证槽宽。2.槽的数控铣削加工原则1）当槽宽尺寸与标准铣刀直径相同且槽宽精度要求不高时，可直接根据槽的中心轨迹编程加工，但由于槽的两壁一侧是顺铣，一侧是逆铣，会使两侧槽壁的加工质量不同。2）当槽宽有一定尺寸精度和表面质量要求时，要粗、精分工序加工才可达到图样要求的加工精度。粗、精加工需使用不同直径的刀具，粗加工时使用直径小于槽宽的铣刀，精加工时使用与槽宽等径的铣刀，粗加工余量为粗、精加工所用刀具的半径差。4）加工开放窄槽时，刀具可从工件侧面外水平切入工件。加工封闭窄槽时，刀具不可从侧面水平切入工件的位置，必须沿Z轴方向切入工件。如果没有预钻孔，可用键槽铣刀沿Z轴方向切入工件。键槽铣刀具有直接垂直向下进刀的能力，它的端面中心处有切削刃，而立铣刀端面中心处无切削刃，立铣刀只能作很小的深度切削。5）在铣削较深封闭式矩形槽时，可先钻落刀孔，立铣刀从落刀孔引入切削。铣削较深沟槽时，切削条件较差，铣刀切削时排屑不畅，散热面小，不利于切削，应分层铣削到要求的深度。3）具有较高加工精度要求的窄槽应分粗加工和精加工。粗、精加工刀具的直径应小于槽宽，精加工时，为保证槽宽尺寸公差，用半径补偿铣削内轮廓的加工方法。3.槽的数控铣削加工进给路线设计。1）封闭窄槽加工刀具路线设计。2）开放窄槽的加工路线设计。4.下刀方式1）在工件上预制孔，沿孔直线下刀；2）按具有斜度的走刀路线切入工件倾斜下刀；3）按螺旋线的路线切入工件螺旋下刀。5.内轮廓的切入切出6.铣削方向的确定一般采用顺铣方式1.工件装夹方案的确定以工件底面和侧面作为定位基准，可采用机床用精密平口虎钳装夹，选择合适的等高垫铁，工件伸出钳口长度为10mm左右，使工件贴紧等高垫铁。2.工、量、刀具的确定【任务实施】一、工艺分析3.加工工艺方案的制定工步加工内容刀具主轴转速（r/min）进给量（mm/min）背吃刀量（mm）名称直径（mm）1粗铣腰型槽，留余量0.5mm键槽铣刀（T1）

10100030042精铣腰型槽至尺寸键槽铣刀（T2）

103000100043去毛刺

4工件精度检测

加工工艺卡2.基点计算：右腰槽加工路线从下刀点S1→A1→B1→C1→D1→A1→S1→E1后抬刀；左腰槽加工路线从下刀点S2→A2→D2→C2→B2→A2→S2→E2后抬刀结束。基点坐标（X，Y）基点坐标（X，Y）S1（28,30）A1(34，30)B1(22，30)C1(22，-30)D1(34，-30)E1(28，-30)S2（28,150）A2(34，150)B2(22，150)C2(22，-150)D2(34，-150)E2(28，-150)3.参考程序二、程序编制零件上表面几何中心处为工件原点。1.确定工件坐标系：1.开机及回参考点2.程序输入3.装夹工件及刀具4.手动对刀及参数设置X、Y、Z方向用试切法对刀，在G54中设置参数值。5.图形模拟仿真加工6.设置参数

修改参数输入中的刀具补正（形状）刀具半径值，粗加工时

10mm键槽铣刀的半径偏置D01设置为5.25，精加工时

10mm键槽铣刀的半径偏置D02设置为5。三、图形仿真（模拟软件技能训练）四、自动加工（机床实操技能训练）1.加工准备1）检查毛坯尺寸。2）开机、回参考点。3）程序输